公維寬 王偉強(qiáng) 邢 永

（山東能源新礦集團(tuán)協(xié)莊煤礦，山東 泰安 271200）

1 工作面概況

協(xié)莊煤礦2405W 運(yùn)輸巷位于二采下山區(qū)西翼，以東為二采回風(fēng)下山，以西為F16 斷層煤柱，以南為已開(kāi)采完畢的2403W 工作面，以北為已開(kāi)采完畢的2406W工作面，該巷道掘進(jìn)對(duì)地面無(wú)較大影響。

根據(jù)鉆孔資料及附近巷道揭露，工作面煤層巖性變化不大，煤層頂板為細(xì)粒砂巖，平均厚度2.5m；直接底板為細(xì)粒砂巖，平均厚度2.8m。巷道施工范圍內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，預(yù)計(jì)將揭露以下三條斷層：

（1）f1：正斷層，走向70°~100°，NW ∠70°，H=8.0m。該斷層在2406W 回風(fēng)巷及2206W 回風(fēng)巷施工時(shí)已揭露，基本已控制，揭露斷層不導(dǎo)水，預(yù)計(jì)巷道開(kāi)門施工143m 時(shí)揭露；

（2）f2：正斷層，走向20°~60°，NW ∠80°，H=9.0m。該斷層在2206W 回風(fēng)巷施工時(shí)已揭露，基本已控制，揭露斷層不導(dǎo)水，預(yù)計(jì)巷道開(kāi)門施工234m 時(shí)揭露；

（3）f3：正斷層，走向70°~100°，SE ∠65°，H=2.0m。該斷層在2205W 切眼施工時(shí)已揭露，基本已控制，揭露斷層不導(dǎo)水，預(yù)計(jì)巷道開(kāi)門施工548m時(shí)揭露。

斷層區(qū)域分布如圖1 所示。

圖1 2405W 運(yùn)輸巷斷層區(qū)域圖

2 過(guò)斷層掘進(jìn)施工技術(shù)

2405W 運(yùn)輸巷道為穿層巷道，按真方位273°、6°上坡施工143m 后揭露f1 斷層對(duì)接四層煤，按原方位沿煤4 破頂施工91m 后揭露f2 斷層，按原方位、10°下坡施工25m 揭露煤4 頂板，沿煤4 破頂施工244m 后（或揭露斷層后退回開(kāi)門），左拐25°按真方位248°沿煤4 破頂施工262m 可至切眼。預(yù)計(jì)施工的2405W 運(yùn)輸巷在Y21導(dǎo)線點(diǎn)前41m 處迎頭揭露落差H=2.6m、∠70°的正斷層，煤層下壓。因此，將掘進(jìn)機(jī)退至揭露處2.6m 的斷層（退機(jī)35m），按8°上坡臥底施工至原迎頭(迎頭留頂2.0m)，按0°平推施工4.5m 接住正常煤層頂板，然后沿煤層破頂施工穿過(guò)該斷層區(qū)域。平均臥底1.2m，最大臥底2.0m，臥底后兩幫距底板超高處（煤層0.3m，巖層0.5m）補(bǔ)打MSGLD-335/22×2200 等強(qiáng)螺紋鋼式樹(shù)脂錨桿配鋼托盤(pán)支護(hù)，巷道高度超過(guò)4.5m 時(shí)，兩幫按間距3.0m補(bǔ)打錨索或錨索桁架加強(qiáng)支護(hù)[1]。

3 過(guò)斷層支護(hù)方案

3.1 支護(hù)方案

過(guò)斷層期間壓力顯現(xiàn)強(qiáng)烈，擬更改支護(hù)。更改方案對(duì)比如下：

采 用“W” 鋼 帶（4300×280×3mm）配10#金屬菱形網(wǎng)（4600×1000mm）、6 根MSGLW-500/22×2200 無(wú)縱肋螺紋鋼式樹(shù)脂錨桿（原支護(hù)：MSGLD-335/22×2200 等強(qiáng)螺紋鋼式樹(shù)脂錨桿）支護(hù)頂板，兩幫分別采用3 根MSGLD-335/22×2200（原支護(hù)：MSGLD-335/18×1800）等強(qiáng)螺紋鋼式樹(shù)脂錨桿配“W”鋼帶(1900×280×3mm)及金屬菱形網(wǎng)（2600×1000mm）支護(hù)，兩幫底腳采用MSGLD-335/22×2200（原支護(hù)：MSGLD-335/18×1800）等強(qiáng)螺紋鋼式樹(shù)脂錨桿配鋼托盤(pán)支護(hù)[2]。錨桿排距0.9m（原支護(hù)：1.0m），每隔2.7m（原支護(hù)：3m）在巷中施工1 根錨索加強(qiáng)支護(hù)，錨索滯后迎頭最大距離不大于50m，不小于5m。頂板壓力大、破碎時(shí)緊跟探梁后端施工。

3.2 加固設(shè)計(jì)

（1）過(guò)斷層、破碎帶時(shí)需采用錨索或錨索桁架加強(qiáng)支護(hù)，斷層落差較大時(shí)，在斷層帶及前后不小于15m 影響范圍，必須加密錨桿支護(hù)并采用錨索或錨索桁架加強(qiáng)支護(hù)方式，確保支護(hù)安全[3]。

（2）頂板特別破碎或煤在巷頂時(shí)，放炮前在迎頭頂板按間距1.0m 均勻打安3 根超前錨桿。超前錨桿采用Ф22×L2200mm 的錨桿與水平呈3 ～5°夾角向迎頭方向打入。

（3）過(guò)斷層有淋水時(shí)，采用掛防銹金屬網(wǎng)或雙層網(wǎng)支護(hù)，必須復(fù)棚進(jìn)行加固，提高巷道圍巖控制效果。

4 過(guò)斷層爆破施工工藝

迎頭施工遇斷層構(gòu)造時(shí)，采用放震動(dòng)炮方式松動(dòng)巖石，爆破施工工藝為：

（1）采用爆破法與掘進(jìn)機(jī)截割方式聯(lián)合施工。在迎頭頂板（底板）巖石處先打眼放炮，再采用綜掘進(jìn)機(jī)對(duì)巷道局部淺挖處進(jìn)行截割出矸，之后對(duì)巷道進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。

（2）裝藥采用連續(xù)柱狀結(jié)構(gòu)，正向定炮[4]。正向裝藥結(jié)構(gòu)為：藥卷+粘土炮泥（30~40mm）+水炮泥+粘土炮泥?？諝庵蜓b藥結(jié)構(gòu)（周邊眼）為：藥卷+水炮泥+粘土炮泥。起爆使用FD-200X型閉鎖放炮器，使用煤礦許用Ⅱ級(jí)水膠炸藥、毫秒延期電雷管作為起爆體。正常打眼深度1.5m，全斷面一次裝藥一次起爆，聯(lián)線方式為串聯(lián)。炮眼參數(shù)設(shè)計(jì)如表1 所示，炮眼布置剖面圖如圖2 所示。

表1 炮眼參數(shù)表

圖2 炮眼布置剖面圖

（3）爆破前應(yīng)將綜掘機(jī)退回到距迎頭5m 以外的安全地點(diǎn)，并用廢舊皮帶等物料進(jìn)行掩護(hù)，以防放炮打壞掘進(jìn)機(jī)照明燈、管路等易損部件。

5 過(guò)斷層安全技術(shù)措施

5.1 探水工藝

巷道施工中預(yù)計(jì)揭露的f1、f2 斷層可能將31113W 老空積水導(dǎo)入本工作面，威脅巷道的施工，f3 斷層可能將導(dǎo)入底板水，因此工作面在揭露f1、f2、f3 斷層前10m 要組織邊探邊掘，屆時(shí)按以下措施執(zhí)行：

（1）迎頭預(yù)計(jì)揭露斷層前10m 進(jìn)行邊探邊掘，在迎頭布置一個(gè)鉆孔，鉆孔布置在巷道煤層中間，一次布置一個(gè)鉆孔，鉆孔角度沿煤層方向，孔深不小于5m；若鉆探5m 迎頭鉆孔探透無(wú)水時(shí)，迎頭向前施工2m 繼續(xù)鉆探，直至施工至斷層后確認(rèn)無(wú)水方可過(guò)斷層施工。如若探透有水，必須逐步放干積水。當(dāng)鉆孔有水時(shí)放出老空積水后，迎頭再繼續(xù)掘進(jìn)。

（2）施工機(jī)具為錨索鉆機(jī)或風(fēng)動(dòng)錨頭配麻花釬子，鉆探及放水時(shí)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備木楔，當(dāng)放水量過(guò)大時(shí)應(yīng)及時(shí)用木楔堵死放水孔，使放水與排水保持平衡。

（3）鉆孔施工時(shí)，首先加固迎頭臨時(shí)支護(hù)，并摘除危巖懸矸，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。

5.2 安全施工措施

巷道過(guò)斷層定坡度施工時(shí)需托頂煤施工，屆時(shí)執(zhí)行以下安全技術(shù)措施：

（1）當(dāng)頂板極其破碎或揭露煤層時(shí)，為防止掉頂，采用超前錨桿（Ф18×L1800mm）作輔助臨時(shí)支護(hù)，前探錨桿根據(jù)頂板情況，布置2~3 根，在迎頭均勻布置，與頂板夾角呈3~5°打入。超前錨桿外端頭必須用10#鐵絲與迎頭最前一排永久錨桿固定牢固，以保證支護(hù)效果[5]。

（2）當(dāng)錨桿錨固在煤層中及托頂煤施工時(shí)，要及時(shí)補(bǔ)打錨索桁架加強(qiáng)支護(hù)，桁架排距2.4m。迎頭施工時(shí)縮小循環(huán)進(jìn)度為1.0m，錨桿排距縮小至0.8m，爆破前最小空頂距0.8m，最大空頂距1.8m，循環(huán)進(jìn)度1.0m。

（3）托頂煤施工時(shí)永久支護(hù)必須到迎頭，頂板鋪設(shè)雙層網(wǎng)加強(qiáng)支護(hù)。當(dāng)巷道托頂煤施工至以里10m 后，對(duì)托頂煤段使用拱型棚加強(qiáng)支護(hù)，棚間距1.0m，棚梁扭距≤50mm。

6 結(jié)語(yǔ)

協(xié)莊煤礦2405W 運(yùn)輸巷采用爆破+臥底工藝揭露斷層，針對(duì)過(guò)斷層階段可能出現(xiàn)的頂板破碎、工作面涌水問(wèn)題，制定合理的安全技術(shù)措施，保證了掘進(jìn)工作面過(guò)斷層的掘進(jìn)效率，安全高效地通過(guò)了斷層影響區(qū)域。